(12分)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
H=-92.4 kJ/mol,该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的,此时H2的转化率为 ;欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是 (填选项字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气 | B.向容器中再充入一定量H2 |
C.改变反应的催化剂 | D.液化生成物分离出氨 |
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)
H="+1530" kJ/mol
又知:H2O(1)=H2O(g) H=+44.0 kJ/mol
则2N2(g)+6H20(g)4NH3(g)+302(g)
H = kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K= ,控制其他条件不变,增大压强,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸:
请回答下列问题:
①为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是___________________________________。
②为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%,为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是________。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是________(可多选)。
A.耗氧量减少 B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废渣减少 D.不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面________(可多选)。
A.橡胶的硫化
B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产
D.过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式________________________。
联碱法(侯氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图:
(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为________________。
(2)X是________,Y是________(填化学式)。
(3)Z中除了溶解的氨气、食盐外,其它溶质还有________________;排出液W中的溶质除了氢氧化钙外,还有________________。
(4)从理论上分析,在氨碱法生产过程中________(填“需要”或“不需要”)补充氨气。
(5)根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是________(填序号)。
a.常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小
b.通入氨气目的是使氯化铵更多析出
c.加入食盐细粉目的是提高Na+的浓度,促进碳酸氢钠结晶析出
(6)联碱法与氨碱法相比,指出联碱法的一项优点___________________。
“低碳”既是时尚,也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大,充分利用原材料,不排放或减少排放“三废”,不同工厂联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺:
请回答下列问题:
(1)工艺操作①、②分别为__________、__________。
(2)写出生成“产品”的离子方程式_________________________________。
(3)检验合成氨厂废气中含有氨气的方法是___________________________
___________________________________________________________。
(4)副产品的化学式为__________,该联合生产工艺中可循环使用的物质是
________。
下图表示的是侯氏制碱法工艺流程示意图。
请回答:
(1)母液Ⅱ中所溶解的主要物质是________(写物质的化学式)。母液Ⅱ中含有低浓度的Na2CO3,主要原因是__________________________
(2)向母液Ⅱ中通入气体时要先通氨气后通二氧化碳气体,主要原因是_______________________________________
(3)母液Ⅰ和母液Ⅱ中都通入NH3。①NH3的主要来源是__________;②母液Ⅰ中通入NH3的主要目的是____________;③母液Ⅱ中通入NH3的主要目的是__________________。
(4)工艺流程的“煅烧→纯碱”处,可设计____________的循环。
侯氏制碱法的步骤如下图:
试回答下列问题:
(1)若上述的悬浊液是NaHCO3和NH4Cl的混合液,则Ⅰ和Ⅱ的总反应为
_______________________________________________
(2)由这一反应可知NaCl比NaHCO3溶解度______________________。
(3)Ⅲ的操作叫____________。
(4)Ⅳ的操作叫____________。